JP3697442B2

JP3697442B2 - フェイズドアレイアンテナ装置

Info

Publication number: JP3697442B2
Application number: JP2002331179A
Authority: JP
Inventors: 淳長野; 英俊飯塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2022-11-14
Also published as: JP2004166085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェイズドアレイアンテナ装置に関し、特に送受信モジュールや電源の挿抜が容易なフェイズドアレイアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フェイズドアレイアンテナ装置における送受信モジュールや電源は、経時的に性能が低下する寿命部品であるので、性能が低下した段階で新品と取り換える必要がある。従来のフェイズドアレイアンテナ装置では、通常、当該装置の筐体の外側から内側に向かって、アンテナ素子、反射板、送受信モジュールおよび電源の順に設置されているので、送受信モジュールを取り換えの際には、先ずアンテナ素子と反射板を取り外して送受信モジュールを露出させる必要があり、電源の場合はさらに送受信モジュールを取り外す必要があった。しかしアンテナ素子と反射板の取り外しは、頗る手間のかかる面倒な作業である。
【０００３】
ところで、マイクロ波フィーダと、当該マイクロ波フィーダに整列配置された複数のアンテナ素子と、１または複数のアンテナ素子に対応させ上記マイクロ波フィーダに取り付けられた複数の位相制御アンテナモジュールとを有し、上記マイクロ波フィーダは高周波電力供給線路から各位相制御アンテナモジュールへ電力を分配する電力分配回路と各位相制御アンテナモジュールの出力を対応する１または複数のアンテナ素子へ伝送する伝送回路とを有するアレイアンテナは、例えば後記の特許文献１から従来公知であって、この従来技術では上記アンテナモジュールの交換は、アレイアンテナの背面から可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１−１５５７０６号公報（請求項１、発明の効果、図１）
【０００５】
しかし特許文献１に開示された技術では、アレイアンテナの前面からアンテナモジュールの交換ができない問題がある。さらにフェイズドアレイアンテナ装置では、送受信モジュールは、それの挿抜作業の都合上から、フェイズドアレイアンテナ装置の前面以外の個所からでもアンテナ素子と反射板の取り外しを行うことなく挿抜が可能であることが要求される場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における如上の問題に鑑みて、送受信モジュールあるいは電源の挿抜が容易であり、且つ挿抜作業の自由度の高いフェイズドアレイアンテナ装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るフェイズドアレイアンテナ装置は、フェイズドアレイアンテナ本体、反射板、上記フェイズドアレイアンテナ本体と電気的に接続された送受信モジュール、上記送受信モジュールを稼動させる電源、上記フェイズドアレイアンテナ本体と上記反射板と上記送受信モジュールと上記電源とを収容した筐体を備えたフェイズドアレイアンテナ装置であって、上記送受信モジュールは、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口する開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されたことを特徴とするものである。また本発明の請求項５に係るフェイズドアレイアンテナ装置は、上記電源は、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口する開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下において、図中の同一部位または表示は、同じ符号を付して説明を省略することがある。
【０００９】
実施の形態１．
図１および図２は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は実施の形態１の概略側断面図であり、図２は実施の形態の概略正面図である。図１および図２において、実施の形態１の装置は、複数のアンテナ素子１１から構成されたフェイズドアレイアンテナ本体１、反射板２、複数の送受信モジュール３、電気コネクタ４、給電回路５、電源６、冷却機構７、接続ケーブル８、およびこれら部分１〜８を収容する筐体９を含む。図２の白矢印は、冷却媒体の流れを示す（以下の図においても同じ）。フェイズドアレイアンテナ本体１中の個々のアンテナ素子１１は、反射板２を介して個々に送受信モジュール３と電気コネクタ４および接続ケーブル８により電気的に接続されている。フェイズドアレイアンテナ本体１と複数の送受信モジュール３の群とは、図１および図２に示す通り、筐体９のフェイズドアレイアンテナ本体１が開口する開口面９１側からから見て互いに重ならない位置に設置されている。また図２に示す通り、アンテナ素子１１は４Ｘ３の配列をとっているのに対し、送受信モジュール３は３Ｘ４の配列とし、送受信モジュール３を冷却するための冷却機構７は、各列毎に冷却するように配置されている。かかる配列構造の効果については後記する。
【００１０】
反射板２の裏面には電源６が設置され、給電回路５は電源６および送受信モジュール３の各裏面にわたって設けられている。電気コネクタ４は、各送受信モジュール３の端に設けられたコネクタ部分４ａと接続ケーブル８の端に設けられたコネクタ部分４ｂとを含む。個々のアンテナ素子１１と送受信モジュール３同士は、反射板２と電源６との間を経由する接続ケーブル８のコネクタ部分４ｂと送受信モジュール３のコネクタ部分４ａとのプラグインにて接続されている。
【００１１】
つぎに実施の形態１の作用並びに効果に就いて説明すると、送受信モジュール３の新品との交換に際しては、いずれの送受信モジュール３もフェイズドアレイアンテナ本体１、反射板２、および電源６を取り外すことなく、筐体９の開口面９１側から着脱が可能であるので、交換対象となる送受信モジュール３aを前方に抜き取り、新しい送受信モジュール３を所定の場所に差込んで交換作業は完了する。
【００１２】
またフェイズドアレイアンテナ本体１中の複数のアンテナ素子１１の群と複数の送受信モジュール３の群とは、開口面９１側からから見て互いに重ならない位置に設置されているので、送受信モジュール３は、アンテナ素子１１の群の配列に追随することなく、独自の配列が可能となって、例えば前記したように、アンテナ素子１１の４Ｘ３配列に対して、３Ｘ４の配列が可能であって、冷却機構７はその列毎に冷却する配列とすることができる。従来のフェイズドアレイアンテナ装置のように、アンテナ素子と送受信モジュールとが縦方向に接続されている場合において同様の冷却機構を採用しようとすると、送受信モジュールの配列は、アンテナ素子の配列に拘束されるため、一列当たり４モジュールを冷却することになり、そのため下流において冷却媒体の温度上昇に伴い冷却性能が悪化し、送受信モジュール３を十分冷却できないという問題が起きる。これに対して実施の形態１では、３Ｘ４の配列をとることで一列当たりの冷却するモジュール数は３となり、下流における冷却媒体の温度上昇を抑えることが可能となる。なお上記の３Ｘ４配列以外にも、２Ｘ６、１Ｘ１２などの配列をとることも可能であり、様々な送受信モジュール３の配列、冷却機構７の実装形態をとることができる。また冷却機構７におけるフィン高さなどの制約もなくなるため、最適な冷却性能の構築が可能となる効果もある。
【００１３】
実施の形態２．
図３および図４は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態２を説明するものであって、図３は実施の形態２の概略側断面図であり、図４は実施の形態２の概略正面図である。図３および図４において、実施の形態２の装置では送受信モジュール３と冷却機構７の組み合わせ体は、２分割されてフェイズドアレイアンテナ本体１を中においてその両側に設置されている。その他の構成は、実施の形態１と同じであって、前記実施の形態1と同様の効果があり、加えて接続ケーブル８の最大長を短くすることができて電気的な損失を抑えることができる効果もある。即ち実施の形態1において、接続ケーブル８が最大長をとるのは、送受信モジュール３の実装位置の反対側のアンテナ素子１１ａ（図１参照）からのものである。これに対して実施の形態２では、分割実装した送受信モジュール３に対しアンテナ素子１１からの配線は近いほうに引き回すため、最大長をとるのは反射板２中央のアンテナ素子１１bからとなる。このため実施の形態２では、実施の形態1の場合より最大長が反射板２の幅の半分短くなり、その分の電気損失を抑えることができる利点がある。
【００１４】
実施の形態３．
図５は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態３の概略側断面図である。実施の形態３においては、アンテナ素子１１と送受信モジュール３とを接続する接続ケーブル８は、図示するように、開口面９１において送受信モジュール３の設置位置より前方の位置に設けられている。実施の形態３は、接続ケーブル８の位置の点で前記実施の形態１と異なり、その他の構成は同じである。実施の形態３では、送受信モジュール３の交換の際には、送受信モジュール３の前方に位置する接続ケーブル８を外す手間が必要があり、この手間において実施の形態１に比べ作業性は若干悪化するものの、その作業は従来技術におけるアンテナ素子１１と反射板２を外す作業に比べれば容易である。しかも実施の形態1に比べ接続ケーブル８の最大長が送受信モジュール３の背面まで引き回す距離、すなわち送受信モジュール３の長さ分だけ短くなるため、電気的な損失を抑えることができる利点がある。
【００１５】
実施の形態４．
図６は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態４の概略側断面図である。実施の形態４においては、アンテナ素子１１と送受信モジュール３とを接続する接続ケーブル８は、図示するように、開口面９１において送受信モジュール３の設置位置より前方の位置に設けられている。実施の形態４は、接続ケーブル８の位置の点で前記実施の形態２と異なり、その他の構成は同じである。よって実施の形態４は、前記実施の形態３と実施の形態１との関係と同様に、実施の形態2に比べて実施の形態3と同様の利点がある。
【００１６】
実施の形態５．
図７は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態５の概略正面である。図７において実施の形態５の装置では、フェイズドアレイアンテナ本体１と複数の送受信モジュール３の群と寿命品である電源６とは、筐体９の開口面９１側から見て互いに重ならない位置にそれぞれ設置されている。実施の形態５は、前記実施の形態１〜４とは電源６の設置位置の点において異なり、その他の構成は同じである。しかして実施の形態５は、実施の形態1〜4と同じ利点があり、加えて電源６の交換の際にはフェイズドアレイアンテナ本体１、反射板２、および送受信モジュール３の群を取り外す必要だないので、交換作業性も向上する利点もある。
【００１７】
実施の形態６．
図８は、本発明のフェイズドアレイアンテナ装置における実施の形態６の概略正面図である。図８において、９２と９３は筐体９の側面を、９４は筐体９の上面を、９５は筐体９の背面をそれぞれ示す。図８において、矢印ｂは側面９２側からの着脱方向を、矢印ｃは側面９３側からの着脱方向を、矢印ｄは上面９４側からの着脱方向を示す。また図８には示していないが、筐体９の開口面９１側からの着脱方向は紙面に対して垂直上方向であり、背面９５からの着脱方向は紙面に対して垂直下方向である。
【００１８】
実施の形態６においては、筐体９の側面９２から送受信モジュール３を取り出して交換作業が行われる態様が例示されているが、側面９３、開口面９１、あるいは背面９５のそれぞれの側から送受信モジュール３を取り出して交換作業が行われることも可能であって、前記実施の形態１〜４の場合と同様の利点もある。またフェイズドアレイアンテナ本体１と送受信モジュール３の設置位置を上下逆にすれば、上面９４側からの交換も可能となる。さらに筐体９の開口面９１には、通常、レドームやその他の構造物などの存在により交換作業に手間がかかることがあるが、開口面９１以外にはかかる障害物が存在しない場合が多いので、交換作業が一層容易となる利点もある。
【００１９】
実施の形態６では送受信モジュール３の交換作業について説明したが、電源６交換についても同様である。
【００２０】
【発明に効果】
本発明の請求項１に係るフェイズドアレイアンテナ装置は、以上説明した通り、フェイズドアレイアンテナ本体、反射板、上記フェイズドアレイアンテナ本体と電気的に接続された送受信モジュール、上記送受信モジュールを稼動させる電源、上記フェイズドアレイアンテナ本体と上記反射板と上記送受信モジュールと上記電源とを収容した筐体を備えたフェイズドアレイアンテナ装置であって、上記送受信モジュールは、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口するの開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されたことを特徴とするものである。このために、送受信モジュールの交換際しては、いずれの送受信モジュールもフェイズドアレイアンテナ本体および反射板を取り外すことなく、筐体の開口面、側面、上面、あるいは背面にて着脱可能であるので、交換作業が頗る容易となる。なお筐体９の開口面にはレドームやその他の構造物が存在することが多い。これに対して筐体の側面、上面および背面にはそのようなものは存在しない場合が多いので、それらの面側からの交換では、交換作業に先立ってそれらを除去する手間が不要となる効果もある。
【００２１】
さらにフェイズドアレイアンテナ本体を構成する複数のアンテナ素子の群と複数の送受信モジュールの群とは、互いに異なる個所に設置されるので、送受信モジュールは、アンテナ素子の群の配列に追随することなく、独自の配列が可能となって、冷却機構を最適の冷却性能が発揮可能なように構築することができるが効果もある。
【００２２】
本発明の請求項５に係るフェイズドアレイアンテナ装置は、以上説明した通り、上記電源は、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口する開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されるので、電源の交換際しては、送受信モジュール、フェイズドアレイアンテナ本体および反射板を取り外すことなく、筐体の開口面、側面、上面、あるいは背面にて着脱可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の概略側断面図。
【図２】実施の形態の概略正面図。
【図３】実施の形態２の概略側断面図。
【図４】実施の形態２の概略正面図。
【図５】実施の形態３の概略側断面図。
【図６】実施の形態４の概略側断面図。
【図７】実施の形態５の概略正面図。
【図８】実施の形態６の概略正面図。
【符号の説明】
１フェイズドアレイアンテナ本体、１１アンテナ素子、２反射板、３送受信モジュール、４電気コネクタ、５給電回路、６電源、７冷却機構、８接続ケーブル、９筐体。

Claims

フェイズドアレイアンテナ本体、反射板、上記フェイズドアレイアンテナ本体と電気的に接続された送受信モジュール、上記送受信モジュールを稼動させる電源、上記フェイズドアレイアンテナ本体と上記反射板と上記送受信モジュールと上記電源とを収容した筐体を備えたフェイズドアレイアンテナ装置であって、上記送受信モジュールは、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口する開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されたことを特徴とするフェイズドアレイアンテナ装置。
上記送受信モジュールは、上記筐体の上記開口面側、背面側、側面側、あるいは上面側から上記フェイズドアレイアンテナ本体、上記反射板および上記電源を取り外すことなく着脱可能に設置されたことを特徴とする請求項１記載のフェイズドアレイアンテナ装置。
複数の上記送受信モジュールは、複数個所に設置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のフェイズドアレイアンテナ装置。
上記アンテナ素子と上記送受信モジュールとは、上記送受信モジュールの上記開口面側または上記背面側で電気的に接続されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載のフェイズドアレイアンテナ装置。
フェイズドアレイアンテナ本体、反射板、上記フェイズドアレイアンテナ本体と電気的に接続された送受信モジュール、上記送受信モジュールを稼動させる電源、上記フェイズドアレイアンテナ本体と上記反射板と上記送受信モジュールと上記電源とを収容した筐体を備えたフェイズドアレイアンテナ装置であって、上記電源は、上記筐体の上記フェイズドアレイアンテナ本体が開口する開口面側から見て上記フェイズドアレイアンテナ本体と重ならない位置に設置されたことを特徴とするフェイズドアレイアンテナ装置。
上記電源は、上記筐体の上記開口面側、背面側、側面側、あるいは上面側から上記フェイズドアレイアンテナ本体、上記反射板および上記送受信モジュールを取り外すことなく着脱可能に設置されたことを特徴とする請求項５記載のフェイズドアレイアンテナ装置。